Sangyong Jon, un professore nel Dipartimento di Scienze Biologiche del KAIST, e il suo team ha sviluppato l'imaging fotoacustico combinato e la terapia fototermica per il cancro utilizzando nanoparticelle di bilirubina (BR).

Il team di ricerca ha applicato le proprietà di un pigmento biliare chiamato BR, che esercita potenti effetti antiossidanti e antinfiammatori, a questa ricerca.

Il team si aspetta questa ricerca, che mostra un'elevata biocompatibilità, nonché un'eccezionale imaging fotoacustico e terapia fototermica, essere un sistema appropriato nel campo della cura del cancro.

Nel passato, il team di ricerca ha sviluppato un sistema di nanoparticelle a base di bilirubina PEGilata combinando BR non solubile in acqua con glicole polietilenico (PEG) solubile in acqua.

Questa tecnologia ha facilitato il BR nell'esercitare antiossidanti ma ha impedito che si accumulassero nel corpo. La sua efficienza e sicurezza sono state identificate in un modello di malattia animale, per condizioni come malattie infiammatorie intestinali, trasporto di cellule insulari, e asma.

A differenza dei precedenti metodi di ricerca, questa ricerca ha applicato le diverse proprietà fisico-chimiche del BR al trattamento del cancro.

Quando l'agente eziologico dell'ittero, giallo BR, è esposto a una certa lunghezza d'onda della luce blu, l'agente diventa un nanomateriale fotonico quando risponde alla luce. Questo nanomateriale sensibile alla luce può essere utilizzato per curare l'ittero perché consente l'escrezione attiva nei neonati.

In secondo luogo, il team ha identificato che il BR è un componente importante dei calcoli biliari pigmentati neri che si trovano spesso nelle cistifellea o nei dotti biliari in determinate condizioni patologiche. I risultati mostrano che BR forma calcoli biliari pigmentati neri senza il ruolo di un intermedio o catione, come calcio e rame. Il team di ricerca ha combinato cisplatino, un farmaco antitumorale a base di platino metallico, con BR in modo che le nanoparticelle di BR cambiassero il colore della soluzione da giallo a viola.

Il team ha anche esaminato la possibilità di nanoparticelle BR chelate con cisplatino come sonda per immagini fotoacustiche. Hanno scoperto che una notevole attività fotoacustica è stata mostrata quando è stata esposta alla luce del vicino infrarosso. Infatti, il segnale fotoacustico è stato aumentato significativamente nei tumori di animali con cancro del colon-retto quando le nanoparticelle sono state somministrate per via endovenosa. Il team si aspetta una diagnosi più accurata dei tumori attraverso questa tecnologia.

Inoltre, il team ha valutato gli effetti fototermici delle nanoparticelle BR chelate con cisplatino. La ricerca ha mostrato che la temperatura dei tumori è aumentata di 25 gradi Celsius entro cinque minuti quando sono stati esposti alla luce del vicino infrarosso, per effetto fototermico. Dopo due settimane, la loro dimensione era ridotta rispetto a quella di altri gruppi, e talvolta i tumori erano addirittura necrotizzati.

Il professor Jon ha detto, "Le sostanze esistenti hanno una bassa biocompatibilità e limitazione per la terapia clinica perché sono orientate artificialmente; pertanto, potrebbero avere tossicità. Spero che queste nanoparticelle a base di BR chelato di cisplatino forniscano una nuova piattaforma per studi preclinici, ricerca traslazionale e adattamento clinico dell'imaging fotoacustico e della terapia fototermica."